🔍 자바 리플렉션(Reflection) 완전 정리

파랑, 아키의 리플렉션 발표를 보고 정리한 내용입니다.
리플렉션의 개념부터 DI 구현까지 실무 활용에 필요한 핵심 내용 위주로 다룹니다.

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🪞 리플렉션이란?

• 스프링에서 실행 시점에 객체를 생성하고 주입하는 것,
• JPA에서 기본 생성자가 꼭 필요한 이유,
  → 모두 리플렉션 때문입니다!

리플렉션(Reflection):
"거울에 비친 모습처럼" 객체를 직접 다루는 것이 아니라 JVM 메모리에서 반사된 클래스 정보를 통해 객체, 필드, 메서드를 조작하는 기술입니다.

🔧 자바의 리플렉션 구조

• class는 JVM에 의해 자동 생성
• 실행 중 클래스 정보(생성자, 필드, 메서드 등)를 동적으로 접근 가능

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🔎 리플렉션이 제공하는 기능들

기능	설명
어노테이션 조회	getAnnotation(s), isAnnotationPresent()
생성자 조회 및 호출	getDeclaredConstructor() + newInstance()
필드 조회 및 조작	getDeclaredFields() + setAccessible()
메서드 조회 및 실행	getDeclaredMethods() + invoke()
클래스 정보 조회	상속 정보, 인터페이스 정보 등

✅ 클래스 가져오기 3가지

1. {클래스타입}.class

Class<?> clazz = Dog.class;

2. {인스턴스}.getClass()

Dog hodo = new Dog("hodo");
Class<?> clazz = hodo.getClass();

3. Class.forName("{전체 도메인 네임}")

Class<?> clazz = Class.forName("org.example.Dog");

💦 Class의 메서드 사용 시 주의점

getMethods	getDeclaredMethods
상위 클래스와 상위 인터페이스에서 상속한 메서드를 포함하여 public인 메서드들을 모두 가져온다.	접근 제어자와 관계 없이 상속한 메서드를 제외하고 직접 클래스에서 선언한 메서드들을 모두 가져온다.

getxxx와 getDeclaredxxx를 잘 구분해서 사용해야 함

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🧪 생성자 접근 및 객체 생성

public class Dog {

	private static final String CATEGORY = "동물";
    
    private String name;
    public int age;
    
    private Dog() {
    	this.name = "누렁이";
        this.age = 0;
	}
    
    public Dog(final String name) {
    	this.name = name
        this.age = 0;
	}
    
    public Dog(final String name, final int age) {
    	this.name = name;
        this.age = age;
	}
}

• 생성자의 파라미터로 구분하여, 클래스에 선언된 생성자를 가져올 수 있다.

java
Class<?> class = Class.forName("org.example.Dog");

Constructor<?> constructor1 = clazz.getDeclaredConstructor();
Constructor<?> constructor2 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class);
Constructor<?> constructor3 = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);

java
Object dog1 = constructor1.newInstance();

• 이렇게 newInstance() 메서드를 호출할 경우 생성자의 접근제어자가 private이라 접근 불가하다는 예외가 발생 하는데 접근제어자가 public이 아닌 경우 setAccessible 메서드를 이용하면 접근할 수 있다.

Constructor<?> constructor = clazz.getDeclaredConstructor(String.class, int.class);
constructor.setAccessible(true);
Object dog = constructor.newInstance("호두", 5);

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🐾 필드 접근 및 수정

Object dog = constructor.newInstance("호두", 5);

Field[] fields = clazz.getDeclaredFields();

for (Field field : fields) {
	field.setAccessible(true);
    System.out.println(field);
    System.out.println("value: " + field.get(dog));
    System.out.println("------------------");
}

• private 필드의 값도 변경할 수 있다.

Field field = clazz.getDeclaredField("name");
field.setAccessible(true);
field.set(dog, "땅콩");

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🔁 메서드 실행

• 3가지의 메서드 추가

public class Dog {

	...
    
    private void speak(final String sound, final int count) {
    	System.out.println(sound.repeat(count));
        
	public void eats() {
    	System.out.println("사료를 먹습니다.");
	}
    
    public int getAge() {
    	return age;
	}
}

• 메서드의 접근제어자, 리턴 타입, 네임, 파라미터 타입 등의 정보를 가져올 수 있다.

Method[] methods = clazz.getDeclaredMethods();

for (Method method : methods) {
	method.setAccessible(true);
    System.out.println(methods);
    System.out.println("\n------------------");
}

• private 메서드도 호출 가능

Method method = clazz.getDeclaredMethod("speak", String.class, int.class);
method.setAccessible(true);
method.invoke(dog, "멍멍!", 5);

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🧰 리플렉션이 사용되는 곳

예시	설명
JPA	기본 생성자 사용 이유
Spring Framework	의존성 주입, AOP 등
Jackson, Gson	JSON <-> Object 매핑
Mockito, JUnit	테스트 객체 조작
IDE 자동완성	동적 정보 접근

📌 프레임워크는 객체의 타입을 컴파일 시점에 알 수 없기 때문에 → 리플렉션으로 동적 처리

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👓 리플렉션은 기본 생성자가 필수!

• 많은 프레임워크나 라이브러리에서는 객체에 기본 생성자가 왜 필요할까?

• entity, requestDto, responseDto에서는 기본 생성자가 꼭 필요하다.

• 기본 생성자로 객체를 생성하고 필드를 통해 값을 넣어주는 것이 가장 간단한 방법이기 때문임

기본 생성자가 필요한 이유

• 어떤 생성자를 사용할지 고르기 어려움
• 생성자에 로직이 있는 경우 원하는 값을 바로 넣어줄 수 없다.
• 파라미터들의 타입이 같을 때 이름이 필드와 다르면 값을 알맞게 넣어주기 힘들다

기본 생성자를 사용할 경우 이 모든 경우의 수들을 고려하지 않아도 된다.

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💿 어노테이션 작동 원리

1. 리플렉션을 통해 클래스나 메서드, 파라미터 정보를 가져온다.
2. 리플렉션의 getAnnotation(s), getDeclaredAnnotation(s) 등의 메서드를 통해 원하는 어노테이션이 붙어 있는지 확인한다.
3. 어노테이션이 붙어 있다면 원하는 로직을 수행한다.

리플렉션은 생각보다 우리 가까이에 있다!!

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🛠️ 간단한 DI 프레임워크 만들기

🔧 @Autowired 커스텀 어노테이션

@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Target(ElementType.FIELD)
public @interface Autowired {}

🧠 ApplicationContext 로직

• DI(Dependency Injection): 의존관계 주입
  D

• 스프링에서 사용하는 그대로 @Autowired 어노테이션을 붙이면 의존성을 주입해 줄 수 있도록 만들 예정

• 런타임에서 호출하는 어노테이션이기 때문에 @Retention을 runtime으로 설정
  

• ApplicationContext는 의존 관계 주입을 담당하는 핵심적인 부분

• getInstance() 메서드는 특정 타입의 클래스를 인자로 받으면 그 타입을 리턴하는 메서드

• createInstance()를 통해서 클래스 타입에 맞는 인스턴스를 생성

• createInstance() 메서드 내에 리플렉션 API가 사용됐음을 알 수 있다

• 그리고 그 클래스의 필드들을 순회하면서 Autowired라는 어노테이션이 붙어있는지 검사

• Autowired 어노테이션이 붙어 있다면 그 필드의 타입에 맞는 인스턴스를 생성

• setAccessible을 ture로 설정
  마지막으로 필드 인스턴스를 해당 필드에 주입

• ApplicationContext의 getInstance()메서드를 통해서 인스턴스를 얻을 수 있음

• 테스트 코드로 확인결과 정상적으로 주입되는 것을 볼 수 있음

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⚠️ 리플렉션의 단점

문제점	설명
성능 저하	JVM 최적화 불가, 런타임에 동작
추상화 파괴	private, final 접근 허용됨
코드 복잡도 증가	지저분하고 예외처리 어려움
타입 안전성↓	컴파일 타임 확인 어려움

따라서 리플렉션은 필요한 곳에 한정해 신중하게 사용해야 합니다.

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📌 정리

리플렉션은...

• 객체 생성, 필드 수정, 메서드 호출까지 실행 시점에 가능
• 스프링 프레임워크, JPA, 테스트 프레임워크의 핵심 요소
• 성능과 안전성 이슈로 남용 금지

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🎥 참고자료

📺 파랑, 아키의 리플렉션 발표